Optimización de los intervalos de calibración de los sensores de presión: método y cálculo
Optimización de los intervalos de calibración de los sensores de presión: método y cálculo
Optimizar los intervalos de calibración de los transductores de presión implica ajustar los intervalos en función de la precisión requerida, el Error Total Probable (TPE) y la estabilidad del transductor. El cálculo de estos elementos permite espaciar las calibraciones sin comprometer la conformidad ni el rendimiento, reduciendo así los costes de mantenimiento.
Determinar con qué frecuencia deben calibrarse los sensores de presión es una decisión compleja en la que influyen muchos factores. Cada emplazamiento industrial debe definir sus propias frecuencias de calibración en función del rendimiento histórico y de los requisitos específicos del proceso.
Este artículo se centra en la determinación de los intervalos óptimos de calibración de los sensores de presión para ahorrar tiempo y dinero.
Describe un proceso de cinco pasos para calcular un intervalo de calibración estimado, teniendo en cuenta factores como el rendimiento requerido en servicio, las condiciones de funcionamiento,el Error Total Probable (TPE ) y las especificaciones de estabilidad.
Los transmisores de alto rendimiento permiten ampliar estos ciclos de calibración, lo que reduce los costes de mantenimiento y compensa el precio de compra inicial.
¿Cuáles son los principales factores que influyen en el intervalo de calibración de los sensores de presión?
Normativa y requisitos
Normativa local, nacional, de seguridad o medioambiental que debe cumplirse. Por ejemplo, algunos informes medioambientales recomiendan recalibrar anualmente los transmisores de presión diferencial utilizados en aplicaciones de caudal, o al menos con la frecuencia especificada por el fabricante.
El motivo del calibrado (calidad, seguridad, mantenimiento estándar).
En ausencia de antecedentes significativos o de un requisito normativo claro, las directrices generales pueden ser un buen punto de partida.
Condiciones del proceso
¿Es el fluido de proceso homogéneo y está sujeto a una presión/temperatura estable?
¿Varían mucho las condiciones del proceso?
¿Existe riesgo de acumulación, corrosión o abrasión del sensor?
¿El instrumento de medida está sometido a fuertes vibraciones?
Si el proceso experimenta regularmente variaciones significativas de presión o eventos de sobrepresión, el intervalo de calibración debe reducirse a la mitad.
Condiciones medioambientales
¿El transmisor está instalado en un entorno bien controlado, con baja humedad, temperatura estable y pocos contaminantes (polvo, suciedad)?
¿El instrumento de medida está instalado en el exterior, expuesto a variaciones climáticas importantes o a una humedad elevada?
Por ejemplo, un transmisor instalado al aire libre en Clermont-Ferrand, donde las temperaturas varían mucho, se comportará de forma diferente a uno instalado en el interior en un entorno estable.
Aplicaciones y clases de rendimiento de los sensores de presión
Montaje directo frente a sensor de diafragma remoto Si se utiliza un diafragma remoto, el intervalo de calibración debe reducirse a la mitad en comparación con una configuración de montaje directo. Esto se debe a:
Una mayor cantidad de líquido de llenado (más tensión mecánica en caso de variaciones de temperatura).
Un rostro enrojecido más vulnerable a los daños físicos.
Localización y estabilidad de las condiciones :
Un transmisor montado directamente en el interior en un entorno estable puede calibrarse cada 4 ó 6 años.
Un transmisor montado directamente en el exterior, con condiciones estables, requiere calibración cada 1 a 4 años, dependiendo de las condiciones ambientales.
Clase de rendimiento del transmisor:
Los fabricantes no suelen recomendar explícitamente un intervalo de calibración, pero pueden extraerse estimaciones de las especificaciones técnicas.
Los transmisores de alto rendimiento permiten reducir las incertidumbres de medición,prolongar los intervalos de calibración y, por tanto, ahorrar en costes de mantenimiento, lo que compensa el coste de compra inicial.
5 pasos para estimar la periodicidad de calibración de un transmisor de presión
Si el resultado supera el intervalo máximo definido por la estabilidad, prevalece este límite.
Cálculo del intervalo de calibración de los sensores de presión
A continuación se muestra un ejemplo de cómo calcular la frecuencia de calibración de un sensor de presión Fuji Electric utilizando el método de 5 pasos descrito anteriormente.
Empecemos por determinar el rendimiento instalado necesario para la aplicación
Requisito de aplicación industrial: El transmisor de presión debe proporcionar un rendimiento instalado de ± 0,5% del intervalo establecido. Condiciones de funcionamiento: El dispositivo leerá una presión diferencial de 100 mbar en condiciones normales de funcionamiento. Conversión: La tolerancia máxima admisible (TMA) requerida de ± 0,5% del intervalo de 100 mbar da como resultado un rendimiento instalado requerido de ± 0,5 mbar.
Definamos ahora las condiciones de funcionamiento
Presión estática: El aparato estará expuesto a una presión estática de 69 bar.
Variación de la temperatura ambiente : La variación prevista de la temperatura ambiente es de ± 28°C.
Calculemos elerror total probable (TPE ) y tomemos como ejemplo el transmisor de presión diferencial de alto rendimiento Fuji Electric FKC de la serie FCX AIV-6.
Un sensor con un límite de escala superior (URL) de 320 mbar ofrece suficiente flexibilidad para manejar variaciones en la presión diferencial medida en muchas aplicaciones industriales. Las especificaciones de rendimiento necesarias están disponibles en la hoja de datos de Fuji FKC.
Precisión de referencia: ± 0,04% del rango de medición
Efecto de la temperatura ambiente: ± 0,135 mbar
Efecto de la presión estática: ± 0,112 mbar
Combinando estas incertidumbres mediante el método cuadrático, obtenemos una :
Error total probable (TPE) = 0,179% del intervalo de medida
Aplicado a un rango de medición de 100 mbar, da :
TPE = ± 0,179 mbar
Identificación de la especificación de estabilidad de la serie Fuji Electric FKC - FCX-AIV-6
La especificación de estabilidad de este transmisor de alto rendimiento es de ± 0,1% de la URL a lo largo de 10 años (equivalente a los mejores estándares del mercado, a modo de ejemplo).
Conversión a unidades de ingeniería: Para un límite superior de escala (URL) de 320 mbar, esto corresponde a una deriva máxima de ± 0,32 mbar a lo largo de 10 años.
Tasa de deriva anual/mensual :
± 0,32 mbar/ 15 años = ± 0,032 mbar al año
± 0,32 mbar / 180 meses = ± 0,00267 mbar al mes
Calculemos ahora la frecuencia decalibración del sensor de presión Fuji Electric FCX mediante la siguiente fórmula:
Rendimiento instalado requerido: ± 0,5 mbar (para un rango de 100 mbar a ±0,5%)
Error Total Probable (T PE): ± 0,179 mbar (calculado previamente)
Estabilidad del transmisor: ± 0,00267 mbar/mes (corresponde a ± 0,32 mbar a lo largo de 10 años con URL = 320 mbar)
El período de calibración estimado para el transmisor Fuji Electric FKC - FCX-AIV-6, en esta aplicación (rango de 100 mbar, precisión requerida ± 0,5%), es de aproximadamente: 120 meses, es decir, 10 años sin pérdida de precisión y sin ajuste de cero.
Intervalos de calibración de los sensores de presión: buenas prácticas y recomendaciones
El objetivo es definir un intervalo de calibración que responda a las necesidades de la instalación industrial y, al mismo tiempo, cumpla la normativa vigente. La comparación de los intervalos estimados con los resultados de calibración en condiciones reales proporciona una base sólida para ajustar las frecuencias y aprovechar la estabilidad y el rendimiento de los sensores modernos, como los nuevos sensores de presión de la serie AIV-V6 de Fuji Electric.
Los transmisores de presión de alto rendimiento de la serie FCX AIV-6 pueden funcionar de forma fiable hasta una década sin necesidad de recalibración, en condiciones estables.
Elegir correctamente los sensores de presión y los intervalos de calibración, con la ayuda de un experto, es esencial para optimizar sus procesos y obtener los mejores resultados.
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